数组

• 数组
• • 声明创建
  • 使用
• 多维数组
• 应用
• • Arrays类
  • 冒泡排序
  • 稀疏数组

数组

相同类型数据的有序集合
描述的是相同类型的若干个数据，按照一定的先后次序排列组合而成
其中，每一个数据称作一个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们

• 数组特点：

1. 长度是确定的，数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的
2. 其元素必须是相同类型，不允许出现混合类型
3. 数组中的元素可以是任何数据类型（基本类型和引用类型）
4. 数组变量属引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。
   数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他数据类型，数组对象本身是在堆中的

声明创建

• 声明数组变量的语法：

dataType[] arrayRefVar;

• Java语言使用new操作符号来创建数组的语法：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize] ;

• 数组元素通过索引访问，数组索引从0开始
• 获取数组长度：arrays.length

  public static void main(String[] args) {
        int[] nums;
        nums = new int[6];
        nums[0] = 1;
        nums[1] = 2;
        nums[2] = 3;
        nums[3] = 4;
        nums[4] = 5;
        nums[5] = 6;

        //计算所有元素的和
        int sum = 0;

        //获取数组长度：arrays.length
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum = sum + nums[i];
        }
        System.out.println("总和为"+sum);

    }

// 结果
总和为21

    public static void main(String[] args) {
        //静态初始化
        int[] a = {1,2,3,4,5,6};
        System.out.println(a[0]);

        //动态初始化
        int[] b = new int[17];
        b[0] = 16;
        System.out.println(b[0]);
    }

// 结果
1
16

• 下标的合法区间：[0,length-1]
• 数组是相同数据类型（数据类型可以为任意类型）的有序集合
• 数组也是对象，数组元素相当于对象的成员变量
• 数组的长度是确定的，不可变的，如果越界，则报：ArrayIndexOutOfBoundsExcsption

使用

普通的For循环
For-Each循环
数组作为方法入参
数组作返回值

    public static void main(String[] args) {
       int[] arrays = {16,17,21,22};
//        // JDK1.5,没有下标，增强型for循环
//        for(int array: arrays){
//            System.out.println(array);
//        }
        int[] reverse = reverse(arrays);
        printArray(reverse);

    }
    //反转数组
    public static int[] reverse(int[] arrays){
        int[] result = new int[arrays.length];
        for (int i = 0,j = result.length - 1; i < arrays.length; i++,j--) {
            result[j] = arrays[i];
        }
        return result;
    }
    //打印数组元素
    public static void printArray(int[] arrays){
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.println(arrays[i]+" ");
        }
    }

//结果
22 
21 
17 
16 

多维数组

• 多维数组可以看成是数组的数组 (二维数组就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组)

二维数组 a 可以看出一个十六行二十一列的数组
int a[][] = new int[16][21];

   public static void main(String[] args) {
        //[4][2]
        /*
        1,5 array[0]
        15,20 array[1]
        16,21 array[2]
        17,22 array[3]
         */
        int[][] array = {{1,5},{15,20},{16,21},{17,22}};
//        System.out.println(array[0][0]);
//        System.out.println(array.length);
//        System.out.println(array[0].length);
//        printArray(array[0]);
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array[i].length; j++) {
                System.out.print(array[i][j]+" ");
            }

        }

// 结果
1 5 15 20 16 21 17 22 

应用

Arrays类

• 数组的工具类java.util.Arrays
• 由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用，但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用，从而可以对数据对象进行一些基本的操作
• 查看JDK帮助文档
• Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法，在使用的时候可以直接使用类名进行调用，而“不用”使用对象来调用

具有以下常用功能
给数组赋值：通过fill方法
给数组排序：通过sort方法，按升序
比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等
查找数组元素：通过binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作

    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {17,20,16,22};
//        System.out.println(a);
        //打印数组元素Arrays.toString
        System.out.println(Arrays.toString(a));
//        printArray(a);

        //数组进行排序
        Arrays.sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(a));
        Arrays.fill(a,17);
        System.out.println(Arrays.toString(a));

    }

//结果
[17, 20, 16, 22]
[16, 17, 20, 22]
[17, 17, 17, 17]

冒泡排序

• 八大排序之一

冒泡的代码相当简单，两层循环，外层冒泡轮数，里层依次比较
嵌套循环，时间复杂度为O(n^2)

  public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,5,15,16,17,18,22,21};
        //调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
        int[] sort = sort(a);
        System.out.println(Arrays.toString(sort));

    }
    public static int[] sort(int[] array){
        //优化：通过flag标识为减少没有意义的比较
        boolean flag = false;
        //临时变量
        int temp = 0;
        //外层循环，判断我们这个要走多少次;
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换位置
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if (array[j+1]>array[j]){
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = temp;
                    flag = true;
                }
            }
            if (flag==false){
                break;
            }
        }
        return array;
    }

//结果
[22, 21, 18, 17, 16, 15, 5, 1]

稀疏数组

• 当一个数组中大部分元素为0，或者为同一值的数组时，可以使用稀疏数组来保存该数组

稀疏数组的处理方式是：
记录数组一共有几行几列，有多少个不同值
把具有不同 值的元素和行列及值记录在一个小规模的数组中，从而缩小程序的规模

  public static void main(String[] args) {
        //1.创建一个二维数组 20*20     0：没有棋子   1：黑棋  2.白棋
        int[][] array1 = new int[20][20];
        array1[1][5] = 1;
        array1[15][17] = 2;
        //输出原始的数组
        System.out.println("输出原始的数组");
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("============");
        //转换为稀疏数组保存
        //获取有效值的个数
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            for (int j = 0; j < 20; j++) {
                if(array1[i][j]!=0){
                    sum++;
                }
            }
        }
        System.out.println("有效值的个数："+sum);
        //2.创建一个稀疏数组的数组
        int[][] array2 = new int[sum+1][3];
        array2[0][0] = 20;
        array2[0][1] = 20;
        array2[0][2] = sum;
        //遍历二维数组，将非零得值，存放稀疏数组中
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < array1[i].length; j++) {
                if (array1[i][j]!=0){
                    count++;
                    array2[count][0] = i;
                    array2[count][1] = j;
                    array2[count][2] = array1[i][j];
                }
            }
        }
        //输出稀疏数组
        System.out.println("稀疏数组");
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.println(array2[i][0]+"\t"
            +array2[i][1]+"\t"
            +array2[i][2]+"\t");
        }
        System.out.println("===============");
        System.out.println("还原");
        //1.读取稀疏数组
        int[][] array3 = new int[array2[0][0]][array2[0][1]];
        //2.给其中的元素还原它的值
        for (int i = 1; i < array2.length; i++) {
            array3[array2[i][0]][array2[i][1]] = array2[i][2];
        }
        //3.打印
        System.out.println("输出还原的数组");
        for (int[] ints : array1) {
            for (int anInt : ints) {
                System.out.print(anInt+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }

//结果

0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
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0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	2	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
============
有效值的个数：2
稀疏数组
20	20	2	
1	5	1	
15	17	2	
===============
还原
输出还原的数组
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	2	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	

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